三維超聲心動(dòng)圖定量評(píng)價(jià)二尖瓣反流患者瓣膜結(jié)構(gòu)功能和反流程度研究進(jìn)展

趙 苗，駱志玲

(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬阜外心血管病醫(yī)院，云南 昆明 650000)

二尖瓣反流(mitral regurgitation， MR)是臨床常見的瓣膜病變。超聲心動(dòng)圖是診斷MR的主要方法，且為判定MR病因和嚴(yán)重程度的關(guān)鍵。雖然目前臨床常將二維超聲心動(dòng)圖作為一線診斷工具，但隨著三維超聲(three-dimensional echocardiogmphy， 3DE)的普及應(yīng)用，因其可對(duì)二尖瓣(mitral valve， MV)解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、MV功能以及反流量進(jìn)行深入研究并定量分析，3DE在描述MV的解剖和病理方面不斷顯示出優(yōu)越性。本文主要對(duì)3DE技術(shù)在MR患者瓣膜功能結(jié)構(gòu)及反流程度評(píng)估方面的研究進(jìn)展做一綜述。

1 MV反流疾病概況

根據(jù)MR病因和MV病理改變，MR可分為退行性二尖瓣反流(degenerative mitral regurgitation， DMR)和功能性二尖瓣反流(functional mitral regurgitation， FMR)。DMR也稱為原發(fā)性二尖瓣反流，由MV自身病變(如風(fēng)濕性疾病、心內(nèi)膜炎等)引起，為最常見的瓣膜異常，人群中發(fā)病率約1.7%。DMR與FMR的主要區(qū)別在于前者通常會(huì)存在一個(gè)或多個(gè)MV裝置結(jié)構(gòu)破壞。黏液變性[也稱為巴洛病(Barlow's disease， BD)]和纖維彈性變性(fiber elastic degeneration， FED)是DMR的主要原因。FMR又稱為繼發(fā)性二尖瓣反流，是左心室重構(gòu)和瓣環(huán)功能障礙的結(jié)果。左心室重構(gòu)導(dǎo)致二尖瓣瓣環(huán)(mitral annulus， MA)擴(kuò)張和乳頭肌(papillary muscle， PM)移位，改變了PM施加在MV上的正常垂直張力，導(dǎo)致一個(gè)或兩個(gè)小葉收縮、偏移，進(jìn)而引起瓣葉閉合不全和反流[1]。FMR常發(fā)生于缺血性心肌病或特發(fā)性擴(kuò)張型心肌病患者。

2 定量評(píng)估瓣膜結(jié)構(gòu)和功能

2.1 DMR 通過(guò)3DE后處理軟件可定量評(píng)估MV，獲得MV的一系列參數(shù)，對(duì)分析DMR的具體病因具有重要意義。其中瓣環(huán)非平面角、直徑、周長(zhǎng)及面積等是目前常用的瓣環(huán)定量參數(shù)，對(duì)合指數(shù)、對(duì)合面積、穹窿容積高度、脫垂容積高度等是常見的瓣葉定量參數(shù)。Chandra等[2]利用3DE定量分析小葉面積、穹窿容積及瓣環(huán)非平面度等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)不僅能有效區(qū)分正常瓣膜與DMR,通過(guò)瓣葉穹窿容積還可進(jìn)一步區(qū)分DMR的病因(BD與FED)。

正常MA呈“馬鞍形”結(jié)構(gòu)，其形狀和大小在整個(gè)心動(dòng)周期會(huì)有特征性的動(dòng)態(tài)變化，這種結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化對(duì)維持正常瓣膜功能非常重要[3]。有學(xué)者[4]采用3DE進(jìn)行定量評(píng)估，發(fā)現(xiàn)在DMR患者中，不同疾病表型之間MA結(jié)構(gòu)和動(dòng)力存在明顯差異，F(xiàn)ED患者瓣環(huán)動(dòng)力與正常人群相似，BD患者則出現(xiàn)收縮期瓣環(huán)動(dòng)力異常表現(xiàn)。Moustafa等[5]研究證實(shí)BD患者的MA結(jié)構(gòu)和動(dòng)力存在異常，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)MA異常程度與反流程度有關(guān)。另有研究[3]報(bào)道，在DMR患者中，瓣環(huán)“馬鞍形”的扁平化與瓣葉的進(jìn)行性卷曲及腱索斷裂有關(guān)。除瓣環(huán)之外，瓣膜與鄰近結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系也與瓣膜功能密切相關(guān)。一項(xiàng)關(guān)于DMR的3DE研究[6]通過(guò)定量描述重度MR患者早期、晚期不同階段的MV和主動(dòng)脈瓣功能解剖的三維參數(shù)及其耦合機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在嚴(yán)重MR晚期階段存在心室-瓣環(huán)解耦聯(lián)(即收縮期瓣環(huán)鞍狀程度無(wú)法增加或舒張期鞍狀程度低平或消失)，而在早期階段則不存在。Looi等[7]關(guān)于MR患者的3DE研究也顯示MR患者存在二尖瓣主動(dòng)脈瓣耦聯(lián)異常，且異常耦聯(lián)的形式與MR的carpentier分型有關(guān)。總體來(lái)說(shuō)，與FMR相比，DMR對(duì)二尖瓣與主動(dòng)脈瓣之間的耦合影響較小。

2.2 FMR FMR的病變機(jī)制涉及瓣環(huán)擴(kuò)張、乳頭肌移位及瓣葉栓系等。3DE可定量評(píng)估瓣環(huán)的幾何形態(tài)及動(dòng)力，通過(guò)3DE定量評(píng)估還可深入了解FMR涉及到的解剖細(xì)節(jié)以相互關(guān)系。如利用3DE觀察乳頭肌與MV的空間關(guān)系，定量測(cè)量乳頭肌和腱索的長(zhǎng)度、乳頭肌間距離和角度[8]，有利于揭示FMR的病因機(jī)制。

多項(xiàng)研究[9-10]通過(guò)3DE定量測(cè)量證實(shí)FMR患者中存在MV瓣葉代償性增大及重構(gòu)現(xiàn)象，即所謂的MV適應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)瓣葉代償不足與FMR嚴(yán)重程度獨(dú)立相關(guān)。有學(xué)者[11]采用3DE對(duì)FMR患者整個(gè)心動(dòng)周期中MA的大小、形狀和動(dòng)力進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)FMR收縮早期瓣環(huán)異常收縮和“馬鞍形”程度加深是導(dǎo)致早期MV功能障礙的原因之一。2016年Obase等[12]定量測(cè)量FMR患者各級(jí)腱索的長(zhǎng)度和乳頭肌之間的距離，發(fā)現(xiàn)FMR可通過(guò)延長(zhǎng)腱索而減小反流量，提示其代償機(jī)制可能包含MV后葉腱索延長(zhǎng)重構(gòu)。但也有研究[13]在輕度FMR患者中并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)腱索長(zhǎng)度改變。不對(duì)稱乳頭肌移位是收縮中后期FMR的主要決定因素。Lang等[14]對(duì)FMR患者進(jìn)行3DE定量分析，發(fā)現(xiàn)在FMR合并瓣葉對(duì)稱性栓系患者中，MV小葉的對(duì)合隨雙側(cè)乳頭狀肌位移成比例減少，且對(duì)合指數(shù)大小與返流嚴(yán)重程度有關(guān)。此外，缺血性二尖瓣反流和擴(kuò)張性心機(jī)病這兩種不同病因所致的MV形態(tài)改變有所不同[15]。

除對(duì)心室性FMR的研究[8-15]之外，另有研究[16]應(yīng)用3DE探索心房性MR的機(jī)制，通過(guò)3DE定量分析，發(fā)現(xiàn)持續(xù)性心房顫動(dòng)(以下簡(jiǎn)稱房顫)所致FMR患者的MV結(jié)構(gòu)及動(dòng)力改變不僅是MA擴(kuò)張，而且包含多種因素，如MA收縮功能障礙、瓣環(huán)鞍狀結(jié)構(gòu)破壞和房源性乳頭肌瓣葉栓系。

3 定量評(píng)估反流程度

嚴(yán)重MR會(huì)導(dǎo)致房室增大，肺動(dòng)脈高壓，甚至心力衰竭等一系列繼發(fā)性改變，其嚴(yán)重程度與預(yù)后有關(guān)，因此，定量評(píng)估MR嚴(yán)重程度至關(guān)重要。傳統(tǒng)二維彩色多普勒定量評(píng)估反流的方法主要包括二尖瓣反流束最小截面面積(vena contracta area, VCA)和采用近等速表面積法(proximal isovelocity surface area， PISA)得到的有效反流孔面積(effective regurgitant orifice area， EROA)，均基于一定的幾何假設(shè)。傳統(tǒng)二維超聲對(duì)反流的幾何假設(shè)并不準(zhǔn)確[17-18]。利用三維VCA方法可描繪反流束彩色多普勒血流信號(hào)輪廓，并直接進(jìn)行計(jì)算，消除了幾何和流量假設(shè)，適用于任何病因和各種形狀的反流，尤其在中重度MR以及多反流束情況下，二維超聲方法易低估反流，而三維VCA方法相對(duì)更為精準(zhǔn)[19-20]。Goebel等[21]采用經(jīng)食管三維彩色多普勒超聲心動(dòng)圖分別對(duì)FMR和DMR患者進(jìn)行三維VCA評(píng)估，并確定量化MR嚴(yán)重程度的截止值。此外，有學(xué)者[22]應(yīng)用3DE PISA法評(píng)估MR嚴(yán)重程度，發(fā)現(xiàn)在圓形、中心性及單反流束等情況下，三維PISA與二維PISA評(píng)估反流程度均具有較高準(zhǔn)確性，且二者相關(guān)性好；而對(duì)于偏心性MR，二維PISA法始終會(huì)低估EROA，三維PISA法相對(duì)更好。

鑒于3DE對(duì)PISA的重建過(guò)程耗時(shí)、費(fèi)力，有學(xué)者[23-24]提出了新的自動(dòng)量化方法，采用實(shí)時(shí)三維彩色多普勒超聲心動(dòng)圖直接自動(dòng)測(cè)量PISA區(qū)域進(jìn)行EROA計(jì)算，并已初步通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明其準(zhǔn)確性略高于二維PISA，且對(duì)復(fù)雜情況(狹縫孔口或嚴(yán)重MR)具有優(yōu)勢(shì)。Sotaquirá等[25]提出的二尖瓣反流半自動(dòng)定量方法則通過(guò)自動(dòng)切割計(jì)算三維圖像，進(jìn)而定量描繪解剖反流口的三維幾何形狀。

總體而言,對(duì)于非圓形、復(fù)雜偏心性、多反流束等情況，3DE的MR量化方法優(yōu)于二維分析，且隨著自動(dòng)量化技術(shù)的發(fā)展，有望簡(jiǎn)化3DE量化MR的繁瑣流程，促進(jìn)其臨床應(yīng)用。

4 小結(jié)

綜上所述，利用3DE可定量分析二尖瓣反流患者的瓣膜結(jié)構(gòu)功能，深入了解MV復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步區(qū)分反流的具體病因，同時(shí)有利于分析二尖瓣反流疾病的病理機(jī)制及特點(diǎn)。與傳統(tǒng)二維分析方法相比，3DE二尖瓣反流定量方法可更準(zhǔn)確地評(píng)估反流程度和風(fēng)險(xiǎn)分層，但圖像處理流程繁瑣使其臨床應(yīng)用受到一定限制，一些新的自動(dòng)量化技術(shù)有待進(jìn)一步研究。